CN100455540C - 氧化锆陶瓷组轮的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于轨道检测仪的氧化锆陶瓷组轮的制备方法，包括下列步骤：1)选择3Y2O3-ZrO2粉体为原料及磨细化处理；2)冷等静压成型；3)预烧结并对坯体修整；4)高温烧结；5)精加工；6)用胶将精加工后的陶瓷部件与不锈钢轴承粘接固化。本发明制成的氧化锆陶瓷组轮具有绝缘、精度高，耐磨性能高，满足抗冲击性，适应昼夜温差变化大的特点，其完全满足轨道检测仪所采用的相应部件应具备的特性要求。

Description

氧化锆陶瓷组轮的制备方法
技术领域
本发明涉及一种陶瓷组轮的制备方法，特别涉及一种用于轨道检测仪的氧化锆陶瓷组轮的制备方法。
背景技术
目前，铁路轨道检测仪的轴承要求绝缘、精度高，如果采用不锈钢轴承，精度可满足要求，但是绝缘达不到要求；若采用全陶瓷轴承，绝缘可满足要求，但是精度达不到要求。因此两者均存在明显缺陷，不能应用于轨道检测仪。
发明内容
本发明的技术问题是要提供一种既能保证不锈钢轴承的精度又能保证其绝缘，并且具备足够抗冲击强度的氧化锆陶瓷组轮。
为解决上述的技术问题，本发明提供了一种用于轨道检测仪氧化锆陶瓷组轮的制备方法，其包括下列步骤：
1)选择3Y2O3-ZrO2粉体为原料，经振动磨细化处理，保证其原料粒度D90，在1.5μm以下，铁含量小于100ppm；
2)陶瓷组轮坯体采用橡胶软模成型或采用机械干压成型：
a)采用橡胶软模成型，进行冷等静压，压力为180MPa，时间为3分钟；
b)采用机械干压成型，然后进行冷等静压，压力为180MPa，时间为3分钟；
3)采取预烧结工艺，温度为1000℃～1200℃，烧结时间为2～4小时，然后冷却出炉，对陶瓷坯体进行修整加工，减少精加工余量；
4)高温烧结，烧结温度为1560℃±20℃，烧结时间为2～4小时；
5)烧结后对陶瓷毛坯进行粗磨、细磨、抛光，保证氧化锆陶瓷套圈与不锈钢轴承同心度的偏差小于0.002mm，间隙控制在0.005mm；
6)用胶将精加工后的氧化锆陶瓷套圈与不锈钢轴承粘接固化。
所述的胶为AB胶、厌氧胶、高温无机胶中的一种或几种。
所述氧化锆陶瓷组轮为单个氧化锆陶瓷部件与单个不锈钢轴承粘接固化，其端面为锥面或柱面；氧化锆陶瓷组轮也可为单个氧化锆陶瓷部件与两个或多个不锈钢轴承粘接固化，其端面为左右对称的弧形柱面。
本发明的优越效果在于：
1)氧化锆陶瓷组轮具有绝缘性，不导电；
2)氧化锆陶瓷组轮的精度达到轨道检测仪对采用的轴承精度要求；
3)径向抗冲击力达到200kg时氧化锆陶瓷套圈与不锈钢轴承不脱落；
4)在昼夜温差60℃的环境下氧化锆陶瓷套圈与不锈钢轴承不脱落；
5)氧化锆陶瓷组轮与轨道接触耐磨性能有了很大的提高；
6)连续使用三个月无损坏，达到轨道检测仪对轴承使用寿命的要求。
附图说明
图1(包括图1A和图1B)为本发明的单个不锈钢轴承与氧化锆陶瓷部件构成的陶瓷组轮剖视图；
图2为本发明的两个不锈钢轴承与氧化锆陶瓷部件构成的陶瓷组轮剖视图。
附图标号说明
1-氧化锆陶瓷部件；            2-不锈钢轴承。
具体实施方式
以下结合图1B对本发明作进一步地描述。
本发明提供了一种用于轨道检测仪氧化锆陶瓷组轮的制备方法，其包括下列步骤：
1)选择3Y2O3-ZrO2粉体为原料，经振动磨细化处理，球磨介质为去离子水，球为氧化锆球，振动内衬为氧化锆板，要求细化粒度D90控制在1.5μm以下，铁含量小于100ppm；
2)将干燥后的氧化锆粉粒先进行机械干压成型，然后进行冷等静压，压力为180MPa，时间为3分钟；
3)冷等后的坯体采取预烧结工艺，温度为1200℃，保温3小时，然后冷却出炉，对陶瓷坯体进行修整加工，修理出弧形；
4)高温烧结，升温速度：低于1000℃时控制在2℃/分钟，然后将炉温升高至1570℃，烧结时间为3小时；随炉冷却；
5)降温出炉，对陶瓷毛坯进行内外圈粗磨、细磨、抛光，再平磨两端面，制成与不锈钢轴承相匹配的氧化锆陶瓷套圈，保证氧化锆陶瓷套圈与不锈钢轴承同心度的偏差小于0.002mm，间隙控制在0.005mm；
6)用高温无机胶将精加工后的氧化锆陶瓷套圈与不锈钢轴承进行粘接固化，固化24小时后检测。
采用上述制备方法得到的氧化锆陶瓷组轮，经测试表明：径向抗冲击大于200kg，绝缘、精度均满足轨道检测仪的要求；昼夜温差60℃环境下氧化锆陶瓷套圈与不锈钢轴承不脱落；连续使用三个月无损坏；耐磨性能高。

Claims (7)

1、一种用于轨道检测仪氧化锆陶瓷组轮的制备方法，其特征在于包括下列步骤：
1)选择3Y2O3-ZrO2粉体为原料，经振动磨细化处理；
2)陶瓷组轮坯体采用橡胶软模成型或采用机械干压成型：
a)采用橡胶软模成型，进行冷等静压，压力为180MPa，时间为3分钟；
b)采用机械干压成型，然后进行冷等静压，压力为180MPa，时间为3分钟；
3)采取预烧结工艺，温度为1000℃～1200℃，烧结时间为2～4小时，然后冷却出炉，对陶瓷坯体进行修整；
4)高温烧结，烧结温度为1560℃±20℃，烧结时间为2～4小时；
5)烧结后对陶瓷毛坯进行粗磨、细磨、抛光；
6)用胶将精加工后的陶瓷部件与不锈钢轴承粘接固化。
2、根据权利要求1所述的用于轨道检测仪氧化锆陶瓷组轮的制备方法，其特征在于：所述的振动磨细化后原料粒度D90在1.5μm以下，铁含量小于100ppm。
3、根据权利要求1所述的用于轨道检测仪氧化锆陶瓷组轮的制备方法，其特征在于：所述的胶为AB胶、厌氧胶、高温无机胶中的一种或几种。
4、根据权利要求1所述的用于轨道检测仪氧化锆陶瓷组轮的制备方法，其特征在于：所述氧化锆陶瓷组轮为单个氧化锆陶瓷部件与单个不锈钢轴承粘接固化。
5、根据权利要求4所述的用于轨道检测仪氧化锆陶瓷组轮的制备方法，其特征在于：所述氧化锆陶瓷组轮的端面为锥面或柱面。
6、根据权利要求1所述的用于轨道检测仪氧化锆陶瓷组轮的制备方法，其特征在于：所述氧化锆陶瓷组轮为单个氧化锆陶瓷部件与两个或多个不锈钢轴承粘接固化。
7、根据权利要求5所述的用于轨道检测仪氧化锆陶瓷组轮的制备方法，其特征在于：所述氧化锆陶瓷组轮的端面为左右对称的弧形柱面。
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